Способ цементации стальных изделий

(19) (11) 4 А 1 8 22 1)5 С КОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ГОСУДФРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР Н ВУ 6 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(21) 464 (22) 24. (46) 07. (72) Б,С (53) 621 (56) Авт )." 131128 изобретения - по онной стойкости эа счет устране родефектов, Спос ных изделий вклю ное нанесение на ностных ми ации сталь едовательия повер Об цемен ет пос брабат аемую поорошка,сло ние в зоне езного верхность слояграфитового поробрабатываемойного магнитного соэ(57) Изобретегие относится клургии, а именно к хской обработке с изерного излучения,тации, и может быть использовамашиностроении для поверхн тчнения стальных изделий, пр тационар хиос пропу 3 ге.пнезгревПс польполя эа сч кания через абатывае и лазер оверхностме ьп постоянного токобрабатываемойзование данного имико-термичеспользованием пав частности цеме способа обес. .Нва О ВГо УП-,ос имуще- Цель ро ст умен нно штампового и тас,ицы вое покры Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке с использованием лазерного излучения, в частности цементации, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения стальных изделий, преимущественно штампового инструмента.Цель изобретения - повышение эксллуатационной стойкости обработанных иэделий за счет устранения поверхностных микродефектов.Способ осуществляется следующим тное поро д) час и ного пооработкиэдействи -тицы жеорого я ектр ле образ брабатываемую поверхность на Ферромагнитное железное лоро окрытие, затем наносят графи но ко 0418/ 01.89 06.91 .Медр .783( орско 1, кл ИЕ ИЗОБ Бюл. Р 21с и А.А.СОловьев88.8) свидетельство СССР С 23 С 10/30, 1985 вышеие эксплуатациобработанных изделий т повышение эксплуатациоон тоиости обрабатываемых изделий в 1,5 ,7 раза по сравнению с обработке. эвестным способом. распределяются ме езпого ферромагит и создают в зоне о еское поле. Под во рического поля час лезного покрытия перераспредепяютсяна поверхности, подлежащей об;,боткинн, концентрируясь по границам имеющихся поверхностных микродефекчов,выявляют их. При перемещеш эги частицы, выполняя роль транспортногосредства, способствуют созданиюучастков поверхности с понылвойконцентрацией графита в местах поверхностных микродефектов. Послеэтого осуществляют лазерный нагреяобрабатываемой поверхности. При этом45 за счет увеличения поглощающей способности поверхности в месте микро- дефекта обеспечивается локальное увеличение интенсивности лазерного воэ 5 действия, позволяющее устранить поверхностный микродефект.Поверхностные микродефекты являются концентраторами напряжений и приводят к появлению и развитию разгарных трещин, что прйводит к уменьшению эксплуатационной стойкости штампов, сокращению межремонтного периода, увеличению затрат на ремонт и восстановление штампов, повышенному расходу 15 штамповых сталей.Предлагаемый способ позволяет выявить поверхностные дефекты на поверхности., подлежащей обработке, создать повышенную поглощающую способность в зоне дефектов за счет концентрации в ней поглощающего покрытия и обеспечить при лазерном нагреве температуру, достаточную для заплавления дефекта. 25П р и м е р, Лазерной химико-термической обработке подвергают образец, изготовленный иэ стали Ди(4 Х 4 МВФС) размерами 10 х 1050 мм, предварительно прошедший ковку, отпуск, предварительную механическую обработку, закалку, отпуск И шлифовку по плоскостям. Как правило, на обработанных плоскостях имеются микродефекты. С целью получения дополнительной информации о наличии поверхностных микродефектов образец подвергают контролю методом цветной дефектоскопии, На поверхности размерами 10 х 50 мм было выявлено четыре микродефекта в виде волосовины. Ла 40 зерную химико-термическую обработку производят следующим образом. На поверхность образца наносят ферромагнитное порошковое покрытие в виде железных опилок с размерами частиц 60 мкм. Нанесение проводят при непрерывном перемещении образца со скоростью 0,8 и/мин, Затем наносят углеродсодержащее порошковое покрытие, скорость перемещения образца составляет 0,25 м/мин. Б качестве углеродсодержащего покрытия используют Графитовый порошок марки ПМс размерами частиц 10 мкм. Толщина двухслойноГо покрытия равна 100 мкм, толщина ГРафитового покрытия равна 20 мкм. После нанесения Ферромагнитного и уГлеРодсодрржащего покрытий через образец пропускают постоянныйэлектрический ток, напряжением 9 В.В качестве источника напряжения используют стандартный выпрямительмодели ВСАК. При прохождении электрического тока через образец частицы железного порошка концентрируютсяв зонах нахождения поверхностныхмикродефектов. При перемещении ферромагнитные железные частицы увлекают за собой частицы графита, толщина которого в зоне микродефекта увеличивается и составляет 50 мкм (приисходной 20 мкм). Собственно лазерную обработку осуществляют на лазерной технологической установке ЛТН,оснащенной оптической системой СОК,на следующих технологических режимах:Мощность лазерногоизлучения 250 ВтДиаметр фокальногопятна 0,1 ммПерекрытие фокального пятна 50 ХСкорость сканирования 0,5 м/минПосле лазерной обработки всейплощади обрабатываемой поверхностипроводят металлографические исследования зоны лазерной обработки. Проведенные металлографические исследования показывают, что в зоне микродефектов глубина проплавления составляет 16 мкм, тогда как в зонахотсутствия дефектов наличие микросплава не обнаружено,Контрольные исследования обработанной поверхности образца методомлюма показывают отсутствие выявленных ранее микродефектов. Ытампы,изготовленные из стали ДИи обработанные по известному и предлагаемому способам, испытывают при изготовлении деталей иэ стали 12 Х 18 Н 10 Тна серийном оборудовании,Испытания показывают, что использование предлагаемого способа обеспечивает повьппение эксплуатационной стойкости штампов в 1,5-1,7 раза по сравнению со штампами, обработанными по известному способу.формула изобретенияСпособ цементации стальных иэделий преимущественно иэ штамповых сталей, включающий нанесение на обра. батываемую поверхность углеродсодер 5 16543746жащего порошка, создание в зоне об- повышения эксплуатационной стойкости, рабатываемой поверхности стационар- обработанных изделий за счет устраненого магнитного поля эа счет пропус- ния поверхностных микродефектов, на кания через обрабатываемое иэделие5обрабатываемую поверхность предварипостоянного тока и лазерный нагрев тельно наносят слой железного порошобрабатываемой поверхности, о т л и- ка, а в качестве углеродсодержащего ч а ю щ и й с я тем, что, с целью порошка используют графит,Составитель А. БулгачРедактор Н. Яцола Техред М.Дидык Корректор М.СамборскаяЗаказ 1932 Тираж 572 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101